Способ получения водорастворимых окислительно-восстановительных полимеров Советский патент 1980 года по МПК C08F8/00 C08J5/20 

Изобретение относигся к технологии получения -рецокс-полимеров, конкретно к получению водорастворимых окислительно-восстановительных, полимеров н может быть использовано в катализе, и технология водоподготовки и т. д: Оптимальными в технологическом отношении способами получения редоксполимеров являются химические превращения полимеров с ввецением в них ре- ДОКС-, в частности, хинон-гидрохинонных группировок. Известен-способ получения окислиг&льно-восстановительных полимеров путем взаимодействия аминополимера с хинбном или галоидхиноном, по котором для получения элоктронообменников испо зуют аминополистирол. Обработку модифицирующим агентом ведут в среде орг нического растворителя при 80 С ,1. Однако конечные продукты не растворчмы в воде, их максимальная редокс-емкость около 2,5 мг-экв/г. Известен также способ получения растворимых окислительно-восстановительных полимеров путем взаимодействия хлорметилированного, полистирола с хиноном и гидрохиноном Ij2. Однако для предотвращения сшивки модификацию проводят при большом разбавлении при 20-80с, при этом выход редоко-полимера не превышает 18-50%. Цель изобретения - увеличение выхода водорастворимых окислительно-восстановительных полимеров и упрощение технологии. Для достижения поставленной цели водорастворимые аминополимеры подвергают взаимодействию с 4,5-диметокси- -1,2-бензохиноном при 2О-25 С. В качестве аминополимеров, растворимых в водной среде, предпочтительно ис- пачьоуют аминодезоксидекстран, казеин, альбумин, поливиниламин и частично гид- ролизованный поли-М -винилпиррсх;1Идон,

Общая схема реакции

-Rры

«-CHjOH

сн,р

в качестве растворителя используется вода. Для удаления низкомолекулярных проауктов и не вошеаших в реакцию исхоцных веществ реакционную смесь ди- ализируют против тока воды. Выделяют модифицированный полимер путем высаждения его метанолом из водных растворов н|1и с помощью лиофильной сушки.

Для определения содержания хинонных групп в модифицированных полимерах определяют их реаокс-емкость путем потенциометрического титрования. Гитрантом служит раствор Т ,(.5О) в 2цИ,5О.

Наличие хинонных групп в составе модифицированных полимеров подтверж- дено спектральными методами.

П -р и м е р 1. 5,Ор г аминодезоксидекстрана, содержащего 2,33% азота, растворяют в 2ОО мл 0,01 к.раствора МаОН, помещают в термостат при 2О С и перемешивают в течение 20 мин, затем к раствору добавляют 8,5О г 4,5-диметокси-1,2-бензохинона и реакционную смесь перемешивают в течение 10ч. Не вошедший в реакцию 4,5-ди- метокси-1,2-бензохинон отделяют цент-рифугированием, а раствор полимера ди- ализуют в течение 2 сут против тока воды. После диализа раствор полимера при непрерывном перемешивании выливают в 1,5 л метилового спирта. Выпавший осадок отделяют и сушат под вакуумом при 40 С.

Модифицированный полимер представляет собой темно-красный порошок, хорошо растворимый в воде. Редокс-емкость его 1,95 мг-экв/г. Выход 4,32 г что составляет 75% от взятого в реакци исходного полимера.

Пример 2.-5,00 г казеина растворяют в 200 мл 0,1 н.раствора МаОН, помещают в термостат при 20 С и перемешивают в течение 20 мин. Затем к раствору добавляют 4,40 г 4,5-диметокси-1,2-бензохинона и продолжают перемешивание еще в течение Ю ч. Отделение не вошедших в реакцию веществ проводят как в прецыдущем примере. Полимер выделяют с помощью лиофильной сушки. Выход 4,17 г. Модифицированный казеин - порощок темно-красного цвета с рецокс-емкостью 0,92 мг-экв/г, хо- рошо растворимый в щелочных растворах

Пример 3. 0,оО г альбумина сыворотки бычьей крови марки А растворяют в 25 мл буферного раствора (рН 9), помещают в термостат при 20 С и перемешивают в течение 20 мин. Затем к раствору добавляют 0,55 г 4,5-аиметокси-1,2-бензохинона и перемешивают реакционную смесь в течение 1О ч. Дальнейшую обработку ведут как в

примере 2. А1одифицированный альбуминпорошок темно-красн,ого цвета, хорошо растворимый в воде. Редокс-емкость полимера 1,31 мг-экв/г. Выход О,48 г. Пример 4. 5,00 г поливиниламина растворяют в 5О мл 0,5 н,раствора аОН, помещают в термостат при 20 С и перемешивают в течение 2О мин. К раствору добавляют 1,65 г 4,5-диметокси-1,2-бензохинона, перемешивают

реакционную смесь в течение 5 ч и диализуют. Модифицированный полимер выделяют с помощью лиофильной сушки. Модифицированный поливиниламин представляет собой порошок коричневого цвета, хорошо растворимый в щелочных растворах. Редокс-емкость 3,1 мг-экв/г. Выход 4,42 г.

Пример 5. 5,ОО поли- |-«инил- пирролидона, содержащего 35 мол.%

звеньев поли-N-винил- J-аминомасля- ной кислоты, растворяют в 200 мл гО,1 н. раствора NaOH. К раствору добавляют 8,ЗО г 4,5-диметокси-1,2-бензохинона и перемешивают данную смесь в течение 25 ч. Непрореагировавщий твердый 4,5-диметокси-1,2-бензохинон отделяют на центрифуге, и раствор подвергают диализу против тока воды в течение 2 сут. Модифицированный поли-N-винилпирролидон представляет собой порошок коричневого цвета, хорошо растворимый в воде. Реаокс-емкость полимера 1,67 мг-экв/г, выход 4,02 г.

Предложенный способ позволяет полу- чать в одну стадию при 2О-25 С из доступных синтетиче.ских и .природных полимеров водорастворимые окислительно-восстановительные полимеры с выходом 7080%.

Формула изобретения

1. Способ получения водорастворимых окислительно-восстановительных полиме55 ров путем взаимодействия полимера с хиноном, отличающийся тем, что,с целью увеличения выхода окислигально-восстановительных полимеров и уп5 7874 рощения технологии их получения, в качестве полимера используют водорастворимыё аминополимеры, в качестве хинона используют 4,5-диметокси-1,2-бензохинон и взаимодействие осуществляют при 2О-25 С. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что водорастворимые аминополимеры выбирают из группы, включающей аминодезоксицекстран, казеин, альбумин, поливиниламин, частичАно гицролизованный псхпи-N-винилпирролиаон. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 488831, кл. С 08 Т 5/20, 1973. 2. Мухитдинова Б. А. и Ергожин Е. Е. Окислительно-восстановительные полимеры. Сб. Мономеры и полимеры. Алма-Ата ,Наука, 1973, с. 16 (прототип).